EVOLBEE : cognition, reproduction et adaptation chez l’abeille

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Thèmes de recherche

Les abeilles représentent un modèle scientifique éminent ainsi qu’un agent agricole majeur. Bien que ces insectes aient été beaucoup étudiés dans le passé, des aspects déterminants de leur comportement et de leur histoire évolutive sont encore totalement inconnus. Notre objectif général est d’apporter une meilleure compréhension des règles sous-jacentes de l’adaptation des abeilles à leur environnement, et de rechercher les bases génétiques et nerveuses de leurs comportements en apportant une dimension évolutive à ces études. Les abeilles montrent des capacités cognitives particulièrement élaborées dont l’origine pourrait être liée à l’adaptation de leur système nerveux central à la recherche de ressources alimentaires dans un environnement hautement complexe ainsi qu’à leur nature eusociale.

Afin de comprendre l’importance de ces adaptations et leur possible origine évolutive, nous étudions les capacités de perception, d’apprentissage et de mémoire des abeilles à l’échelle de l’individu et de la colonie. L’étude de ces capacités de perception est également abordée dans le cadre de la communication phéromonale entre reproducteurs, de l’individu à la population (congrégation de mâles) et est menée dans un contexte de recherche de mécanismes de spéciation (isolement sexuel) potentiel entre les différentes espèces du genre et entre sous espèces d’Apis mellifera. En parallèle, les travaux menés sur l’histoire évolutive de l’espèce à l’aide de marqueurs neutres seront poursuivis et s’orientent désormais sur l’étude du fonctionnement reproducteur d’une population d’abeilles. Enfin, nous effectuons des travaux cherchant à prémunir les abeilles contre certains dangers comme les pesticides ou une espèce invasive, le frelon asiatique.

[vers nos publications]

Membres

Chercheurs et Enseignants-chercheurs

  • Jean-Christophe Sandoz, Directeur de Recherche CNRS. Responsable d’Équipe. Perception et apprentissage olfactifs et visuels chez l’abeille Apis mellifera. Communication phéromonale et équipement sensoriel et neuronal chez différentes espèces et races d’abeilles du genre Apis. Techniques: imagerie calcique in vivo, neuroanatomie, comportement (conditionnement appétitif et aversif, orientation).
  • Gérard Arnold, Directeur de Recherche Émérite CNRS. Comportements ; étude de l’impact de l’espèce invasive Vespa velutina sur l’abeille domestique et sur l’écosystème ; l’abeille domestique utilisée comme espèce bioindicatrice.

Ingénieurs et Techniciens

  • Virginie Larcher, Assistante Ingénieur CNRS. Neuroanatomie et neurophysiologie chez les hyménoptères.

Postdoctorants

  • Julie Carcaud, Postdoctorante. Fonction du double système olfactif des abeilles : étude comportementale et neurophysiologique.

Doctorants

  • Julia Mariette, Doctorante. Étude des récepteurs olfactifs sexuels chez l’abeille.

Étudiants de Master

  • Simon Marty, Etudiant M2R. Apprentissage social et amines biogènes

Les anciens

  • Mariangela Arca, Doctorante. Caractérisation génétique et étude comportementale d’une espèce envahissante en France: Vespa velutina
  • Aurore Avarguès-Weber, Postdoctorante. Apprentissages non-élémentaires sur compensateur de locomotion.
  • Florian Bastin, Doctorant. Évolution de la communication sexuelle chez l’abeille.
  • Andreas Brandstaetter, Postdoctorant. Évolution de la communication phéromonale dans le genre Apis.
  • Hanna Cholé, Doctorante. Apprentissage social chez l’abeille domestique
  • Antoine Couto, Doctorant puis postdoctorant. Études neuroanatomiques et comportementales chez le frelon asiatique Vespa velutina.
  • Damien Delalande, Ingénieur d’Étude (sur contrat). Suivi écoéthologique et génétique de conservatoires d’abeilles
  • Joey Dimaggio, Étudiant de M2R. Dynamique spatiale et temporelle des agents infectieux chez l’abeille.
  • Kevin Fradin. Étude comportementale de l’apprentissage chez le frelon asiatique Vespa velutina.
  • Pierre Junca, Doctorant. Bases comportementales et génétiques des apprentissages aversif et appétitif chez l’abeille.
  • Nicholas Henderson, Étudiant de M2R. Apprentissage de mélanges olfactifs chez l’abeille.
  • Justine Leloup, Étudiante de M2R. Apprentissage bimodal chez l’abeille domestique.
  • Thierry Louis, Postdoctorant. Étude des récepteurs olfactifs sexuels chez l’abeille.
  • Amélie Noël, Assistante Ingénieur (sur contrat – IDEX Paris-Saclay)
  • Ana-Carolina Roselino, Postdoctorante. Neuroanatomie du système olfactif des abeilles sans dard.
  • Marie-Anne Wycke, Étudiante de M2R. Apprentissage de mélanges olfactifs.

Publications de l’Equipe

2020

  • Lai, Y., Despouy, E., Sandoz, J.C., Su, S., de Brito 5 Sanchez, G., Giurfa, M. (2020). Degradation of an appetitive olfactory memory via devaluation of sugar reward is mediated by 5-HT 2 signaling in the honey bee. Neurobiology of Learning and Memory (in press).

2019

  • Cholé, H., Carcaud, J., Mazeau, H., Famié, S., Arnold, G., Sandoz, J.C. (2019). Social contact acts as appetitive reinforcement and supports associative learning in honeybees. Current Biology, 29(8), 1407-1413.
  • Junca, P., Garnery, L., Sandoz, J.C. (2019). Genotypic trade-off between appetitive and aversive capacities in honeybees. Scientific Reports (in press).
  • Piqueret, B., Sandoz, J.C., d’Ettorre, P. (2019). Ants learn fast and do not forget: olfactory associative learning and extinction in Formica fusca. Royal Society Open Science, 6: 190778, 1-11.
  • Yanagawa, A., Couto, A., Sandoz, J.C., Hata, T., Mitra, A., Ali Agha, M., Marion-Poll, F. (2019). LPS perception through a taste-induced reflex in Drosophila. Journal of Insect Physiology, 112, 39-47.

2018

  • Bastin, F., Couto, A. , Larcher, V., Phiancharoen, M., Koeniger, G., Koeniger, N., Sandoz, J.C. (2018). Marked inter-specific differences in the neuroanatomy of the male olfactory system of honey bees (genus Apis). Journal of Comparative Neurology, 526, 3020-3034.
  • Brand, P., Larcher, V., Couto, A., Sandoz J.C.*, Ramirez, S.* (2018). Sexual dimorphism in visual and olfactory brain centers in the perfume-collecting orchid bee Euglossa dilemma (Hymenoptera, Apidae). Journal of Comparative Neurology, 526, 2068–2077.
  • Carcaud, J., Giurfa, M., Sandoz J.C. (2018). Differential processing by two olfactory subsystems in the honeybee brain. Neuroscience, 378, 33-48.
  • Mancini, N., Giurfa, M., Sandoz J.C., Avarguès-Weber, A. (2018). Aminergic neuromodulation of associative visual learning in harnessed honey bees. Neurobiology of Learning and Memory, 155, 556-567.
  • Monceau, K., Arca, M., Leprêtre, L., Bonnard, O., Arnold, G., Thiéry, D. (2018). How Apis mellifera behaves with its invasive hornet predator Vespa velutina. Journal of Insect Behavior, 31, 1-11.
  • Oulhaci, C.M., Denis, B., Kilani-Morakchi, S., Sandoz, J.C., Kaiser-Arnaud, L., Joly, D., Aribi, N. (2018). Azadirachtin effects on mating success, gametic abnormalities and progeny survival in Drosophila melanogaster (Diptera). Pest Management Science, 74, 174-180.

2017

  • Aribi, N., Oulhaci, C.M., Kilani-Morakchi, S., Sandoz, J.C., Kaiser-Arnaud, L., Denis, B., Joly, D. (2017). Azadirachtin impact on mate choice, female sexual receptivity and male activity in Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae). Pesticide Biochemistry and Physiology, 143, 95-101.
  • Bastin, F., Cholé, H., Lafon, G., Sandoz, J.C. (2017). Virgin queen attraction toward males in honey bees. Scientific Reports, 7(1): 6293, 1-11.
  • Bastin, F., Savarit, F., Lafon, G., Sandoz, J.C. (2017). Age-specific olfactory attraction between Western honey bee drones (Apis mellifera) and its chemical basis. PLoS ONE, 12(10), e0185949, 1-22.
  • Buatois, A., Pichot, C., Schultheiss, P., Sandoz, J.C., Lazzari, C.R., Chittka, L., Avarguès-Weber, A., Giurfa, M. (2017). Associative visual learning by tethered bees in a controlled visual environment. Scientific Reports, 7(1), 12903, 1-19.
  • Couto, A., Mitra, A., Thiéry, D., Marion-Poll, F., Sandoz, J.C. (2017). Hornets have it: a conserved olfactory subsystem for social recognition in Hymenoptera? Frontiers in Neuroanatomy, 11: 48, 1-12.
  • d’Ettorre, P., Deisig, N., Sandoz, J.C. (2017). Decoding ants’ olfactory system sheds light on the evolution of social communication. Commentary. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 114(34), 8911-8913.
  • Monceau, K., Tourat, A., Arca, M., Bonnard, O., Arnold, G., Thiery, D. (2017). Daily and seasonal extranidal behaviour variations in the invasive yellow-legged hornet, Vespa velutina. Journal of Insect Behavior, 30, 220-230.
  • Rortais, A., Arnold, G., Dorne, J.L., More, S.J., Sperandio, G., Streissl, F., Szentes, C., Verdonck, F. (2017). Risk assessment of pesticides and other stressors in bees: principles, data gaps and perspectives from the European Food Safety Authority. Science of the Total Environment, 587-588, 524-537.
  • Rousset, M., Collet, C., Cens, T., Bastin, F., Raymond-Delpech, V., Massou, I., Menard, C., Thibaud, J.B., Charreton, M., Vignes, M., Chahine, M., Sandoz, J.C., Charnet, P. (2017). Honeybee locomotion is impaired by Am-CaV3 low voltage-activated Ca2+ channel antagonist. Scientific Reports, 7:41782, 1-10.

2016

  • Carcaud, J., Giurfa, M., Sandoz J.C. (2016). Parallel olfactory processing in the honey bee brain: odor learning and generalization under selective lesion of a projection neuron tract. Frontiers in Integrative Neuroscience, 9: 75, 1-13.
  • Couto, A., Lapeyre, B., Thiéry, D., Sandoz, J.C. (2016). The olfactory pathway of the hornet Vespa velutina: new insights into the evolution of the hymenopteran antennal lobe. Journal of Comparative Neurology, 11: 2335-2359.

2015

  • Arca, M., Mougel, F., Guillemaud, T., Dupas, S., Rome, Q., Perrard, A., Muller, F., Fossoud, A., Capdevielle-Dulac, C., Torres-Leguizamon, M., Chen, X.X., Tan, J.L., Jung, C., Villemant, C., Arnold, G. and Silvain, J.F. (2015). Reconstructing the invasion and the demographic history of the yellow-legged hornet, Vespa velutina, in Europe. Biological Invasions, 17(8), 2357-2371.
  • Carcaud, J., Giurfa, M., Sandoz J.C. (2015). Differential combinatorial coding of pheromones in two olfactory subsystems of the honeybee brain. Journal of Neuroscience, 35, 4157-4167.
  • Charreton, M., Decourtye, A., Henry, M., Rodet, G., Sandoz, J.C., Charnet, P., Collet, C. (2015). A locomotor deficit induced by sublethal doses of pyrethroid and neonicotinoid insecticides in the honeybee Apis mellifera. PLoS ONE, 10(12): e0144879, 1-14.
  • Cholé, H., Junca, P., Sandoz, J.C. (2015). Appetitive but not aversive olfactory conditioning modifies antennal movements in honey bees. Learning and Memory, 22, 604-616.
  • Cens, T., Rousset, M., Collet, C., Charreton, M., Garnery, L., Le Conte, Y., Chahine, M., Sandoz, J.C., Charnet, P. (2015). Molecular characterization and functional expression of the voltage dependent Ca2+ channels from the honeybee Apis mellifera. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 58, 12-27.
  • Devaud, J.M., Papouin, T. Carcaud, J., Sandoz, J.C., Grünewald, B., Giurfa, M. (2015). A neural substrate for higher-order learning in an insect: mushroom bodies are necessary for configural discriminations. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 112 (43), E5854–E5862.
  • Junca, P., Sandoz, J.C. (2015). Heat perception and aversive learning in honey bees: putative involvement of the thermal/chemical sensor AmHsTRPA. Frontiers in Physiology, 6: 316, 1-15.
  • Roselino, A.C., Hrncir, M., da Cruz Landim, C., Giurfa, M., Sandoz, J.C. (2015). Sexual dimorphism and phenotypic plasticity in the antennal lobe of a stingless bee Melipona scutellaris. Journal of Comparative Neurology, 523, 1461-1473.
  • Schubert, M., Sandoz, J.C., Galizia, C.G., Giurfa, M. (2015). Odorant dominance in olfactory mixture processing: what makes a strong odorant? Proceedings of the Royal Society B, 282 (1802), 1-10

2014

  • Arca, M., Papachristoforou, A., Mougel, F., Rortais, A., Monceau, K., Bonnard, O., Tardy, P., Thiéry, D., Silvain, J.F., Arnold, G. (2014). Defensive behaviour of Apis mellifera against Vespa velutina in France: testing whether European honeybees can develop an effective collective defence against a new predator. Behavioural Processes, 106, 122-129.
  • Brandstaetter, A.S., Bastin, F., Sandoz, J.C. (2014). Honeybee drones are attracted by groups of consexuals in a walking simulator. Journal of Experimental Biology, 217, 1278-1285.
  • Couto, A., Monceau, K., Bonnard, O., Thiéry, D., Sandoz, J.C. (2014). Olfactory attraction of the hornet Vespa velutina to honeybee colony odors and pheromones. PLoS ONE, 9(12), e115943, 1-19.
  • Junca, P., Carcaud, J., Moulin, S., Garnery, L., Sandoz, J.C. (2014). Genotypic influence on aversive conditioning in honeybees, using a novel thermal reinforcement procedure. PLoS ONE, 9(5), e97333, 1-13.
  • Matsumoto, Y., Sandoz, J.C., Devaud, J.M., Lormant, F., Mizunami, M., Giurfa, M. (2014). Cyclic nucleotide–gated channels, calmodulin, adenylyl cyclase and calcium/calmodulin-dependent protein kinase II are required for late but not early long-term memory formation in the honey bee. Learning and Memory, 20, 29-33.
  • Maxim, L., Arnold, G. (2014) Pesticides and bees: the need for a new regulatory framework. EMBO Reports, 15 (1), 4.
  • Roussel, E., Carcaud, J., Combe, M., Giurfa, M., Sandoz, J.C. (2014). Olfactory coding in the honeybee lateral horn. Current Biology, 24, 561-567.

2013

  • Hatjina, F., Papaefthimiou, C., Charistos, L., Dogaroglu, T., Bouga, M., Emmanouil, C., Arnold, G. (2013). Sublethal doses of imidacloprid decreased size of hypopharyngeal glands and respiratory rhythm of honeybees in vivo. Apidologie , 44, 467-480.
  • Lefer, D., Perisse, E., Hourcade, B., Sandoz, J.C. , Devaud, J.M. (2013). Two waves of transcription are required for long-term memory in the honeybee. Learning and Memory, 20, 29-33.
  • Monceau, K., Arca, M., Leprêtre, L., Mougel, F., Bonnard, O., Silvain, J.F., Maher, N., Arnold, G., Thiéry, D. (2013). Native prey and invasive predator patterns of foraging activity: The case of the Yellow-Legged Hornet predation at European Honeybee hives. PLoS ONE , 8(6), e66492, 1-9.
  • Mota, T., Gronenberg, W., Giurfa, M., Sandoz, J.C. (2013). Chromatic processing in the anterior optic tubercle of the honeybee brain. Journal of Neuroscience, 33, 4-16.
  • Papachristoforou A., Rortais A., Bouga M., Arnold G., Garnery L. (2013). Genetic characterization of the Cyprian honey bee (Apis mellifera cypria) based on microsatellites and mitochondrial DNA polymorphisms. Journal of Apicultural Science, 57 (2), 127-134.

2012

  • Arca, M., Capdevielle-Dulac, C., Villemant, C., Mougel, F. Arnold, G., Silvain, J.F. (2012). Development of microsatellite markers for the yellow-legged Asian hornet, Vespa velutina, a major threat for European bees. Conservation Genetic Resources, 4(2), 283-286.
  • Arenas, A., Giurfa, M., Sandoz, J.C., Hourcade, B., Devaud, J.M., Farina, W.M. (2012). Early olfactory experience induces structural changes in the primary olfactory centre of an insect brain. European Journal of Neuroscience, 35(5), 682-690.
  • Carcaud, J., Hill, T., Giurfa, M., Sandoz J.C. (2012). Differential coding by two olfactory subsystems in the honey bee brain. Journal of Neurophysiology, 108, 1106-1121.
  • Deisig, N., Kropf, J., Vitecek, S., Pevergne, D., Rouyar, A., Sandoz, J.C., Lucas, P., Gadenne, C., Anton, S., Barrozo, R. (2012). Differential interactions of sex pheromone and plant odour in the olfactory pathway of a male moth. PLoS ONE, 7(3), e33159, 1-10.
  • Galizia, C.G., Franke, T., Menzel, R., Sandoz, J.C. (2012). Optical imaging of concealed brain activity using a gold mirror in honeybees. Journal of Insect Physiology , 58(5), 743-749.
  • Giurfa, M., Sandoz, J.C. (2012). Invertebrate learning and memory: fifty years of olfactory conditioning of the proboscis extension response in honey bees. Learning and Memory, 19, 54-66.
  • Matsumoto, Y., Menzel, R., Sandoz, J.C., Giurfa, M. (2012). Revisiting olfactory classical conditioning of the proboscis extension response in honey bees: a step toward standardized procedures. Journal of Neuroscience Methods, 211(1), 159-167.
  • Papachristoforou, A., Kagiava, A., Papaefthimiou, C., Termentzi, A., Fokialakis, N., Skaltsounis, A.L., Watkins, M., Arnold,G., Theophilidis,G. (2012). The bite of the honeybee: 2-heptanone secreted from honeybee mandibles during a bite acts as a local anaesthetic in insects and mammals. PLoS ONE, 7(10): e47432, 1-11.

Rapports institutionnels

  • Arnold, G. (2017). Co-auteur du rapport de l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) : Specifications for field data collection contributing to honey bee model corroboration and verification. EFSA Supporting publication, DOI: 10.2903/sp.efsa.2017.EN-1234
  • Arnold, G. (2016).Co-auteur du rapport de l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) : Assessing the health status of managed honeybee colonies (HEALTHY-B): a toolbox to facilitate harmonised data collection. EFSA Journal 2016,14(10):4578. DOI: 10.2903/j.efsa.2016.4578. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2016.4578/epdf
  • Arnold, G. (2016). Co-auteur du rapport de l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) : A mechanistic model to assess risks to honeybee colonies from exposure to pesticides under different scenarios of combined stressors and factors. EFSA Supporting publication, 2016, 13:7. DOI: 10.2903/sp.efsa.2016.EN-1069. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/sp.efsa.2016.EN-1069/pdf
  • Arnold, G. (2015). Co-auteur du rapport de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) : Co-exposition des abeilles aux facteurs de stress. https://www.anses.fr/fr/system/files/SANT2012sa0176Ra.pdf
  • Arnold, G.(2014). Expert pour le rapport de l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) : Towards an integrated environmental risk assessment of multiple stressors on bees: review of research projects in Europe, knowledge gaps and recommendations’. EFSA Journal 2014, 12(3):3594. DOI:10.2903/j.efsa.2014.3594.http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/3594.pdf
  • Arnold, G. (2013). Co-auteur du rapport de l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) : Guidance Document on the risk assessment of plant protection products on bees (Apis mellifera, Bombus spp. and solitary bees). EFSA Journal 2013,11(7): 3295. DOI:10.2903/j.efsa.2013.3295.http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/3295.pdf
  • Arnold, G. (2012). Co-auteur du rapport de l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) : Scientific Opinion on the science behind the development of a risk assessment of Plant Protection Products on bees (Apis mellifera, Bombus spp. and solitary bees). EFSA Journal 2012, 10(5): 2668. DOI:10.2903/j.efsa.2012.2668.http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/2668.pdf

Articles dans des revues nationales

  • Arnold G. (2016). La santé environnementale. Le point de vue de l’expert public. Revue Experts, 126, 88-90.
  • Maxim L., Arnold G. (2015). Les chercheurs au cœur de l’expertise. Hermès, 73, 168-169.
  • Maxim L., Arnold G. (2012). Entre recherche académique et expertise scientifique : des mondes de chercheurs. Hermès, 64, 9-13.
  • Maxim L., Arnold G. (2012). Comment les conflits d’intérêts peuvent influencer la recherche et l’expertise. Hermès, 64, 48-59.

Coordination d’ouvrages scientifiques

  • Arnold G., Huet S. (2015). Le journalisme scientifique dans les controverses, CNRS Éditions, 154 p.

Chapitres d’ouvrages

  • Sandoz, J.C. (2013). Neural correlates of olfactory learning in the primary olfactory center of the honeybee brain: the antennal lobe. In: Invertebrate Learning and Memory, Menzel, R. and Benjamin. P.R. Eds. Elsevier, San Diego (USA), 12 pp.